Forschung

Epitaktisches Wachstum oxidischer Halbleiter

Transparent leitende Oxide (TCOs) können für Hochleistungs- und transparente Elektronik verwendet werden und sind vielversprechende Kandidaten für back-end-of-line (BEOL) kompatible und vertikale, komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Bauelemente (CMOS).

Derzeit untersucht die Oxid-MBE-Gruppe der Universität Bremen (siehe auch Untergruppe: MBE-by-Design) das Wachstum und die Materialeigenschaften von n-Typ (Al,Ga)₂O₃ und n-Typ (In,Ga)₂O₃ in ihren verschiedenen Polymorphen (korund, monoklin, orthorhombisch). Die Gruppe untersucht weiterhin Oxid-Nitrid-Hybride (z. B. Ga₂O₃-AlN Heterostrukturen), um zweidimensionale Elektronengase (2DEGs) an ihren Grenzflächen zu realisieren. TCOs mit p-Leitfähigkeit und hoher Mobilität werden komplementäre Transistorlösungen ermöglichen, und mehr Flexibilität, um effizientere vertikale BEOL-CMOS-Bauelemente zu entwerfen und zu implementieren — und werden ebenfalls in der Oxid-MBE-Gruppe erforscht.

Zur Synthese von n-leitenden und p-leitenden TCOs verwendet die Gruppe drei verschiedene MBE-Varianten: konventionelle MBE, suboxid-MBE (S-MBE) und metall-oxid-katalysierte Epitaxie (MOCATAXY). Die Verwendung verschiedener MBE-Varianten ermöglicht der Gruppe die kinetischen und thermodynamischen Bedingungen zu erweitern, unter denen TCOs im MBE-Reaktor nukleiert und gezüchtet werden können.

Gruppe III-Nitrid Nanostrukturen

Beschreibung: folgt in Kürze

Zweidimensionale Halbleiter

Zweidimensionale (2D), atomar dünne Schichten weisen besondere Eigenschaften auf wie z.B. eine hohe Leitfähigkeit und mechanische Stabilität für Graphen und eine direkte Bandlücke für einige Übergangsmetalldichalkogenide wie MoS₂. Die optischen Eigenschaften von exfoliierten Halbleiterkristallen wie MoS₂, WS₂, MoSe₂ und WSe₂ und werden untersucht sowie die Möglichkeit zur Manipulation durch Laserstrahlung erforscht.

Ein weiteres Ziel ist die Herstellung von 2D Materialien mit der Methode der Atomlagenabscheidung (ALD). Hierbei liegt der Fokus auf das Mono- und Multilagen-Wachstum von binären MoS₂ und WS₂. Darüber hinaus sollen mit Hilfe von ternären MoWS₂ sowie Heterostrukturen aus diesen 2D Schichten gezielt die optischen Eigenschaften beeinflusst und kontrolliert werden.

Hybride Nanostrukturen

Beschreibung: folgt in Kürze

Chemische Sensoren und Biosensoren

Beschreibung: folgt in Kürze